– Protocol-Independent Multicast Routing Protocol:
Protocol-Independent Multicast (PIM) được sử dụng bởi các router mà nó chuyển các dữ liệu multicast. PIM hoạt đông độc lập với các giao thức định tuyến khác (EIGRP hoặc OSPF) chạy trong mạng. PIM sử dụng bảng định tuyến bình thường, được thêm vào bới giao thức định tuyến unicast (EIGRP, OSPF,RIPv2…), trong các giao thức định tuyến multicast của nó.
Không giống như các giao thức định tuyến khác, không có các cập nhật định tuyến giữa các router.
Khi router chuyển dữ liệu unicast nó sẽ nhìn vào địa chỉ đích trong bảng định tuyến để chuyển gói tín ra ngoài cổng phù hợp. Tuy nhiên, khi router gữi các dữ liệu multicast, router có lẽ phải chuyển các gói tin ra nhiều cổng. hướng về tất cả các host nhận. Các router cho phép multicast sử dụng PIM tạo tự động các cây phân bố mà nó điều khiển đường đi của lưu lượng IP multicast thông qua mạng để cung cấp lưu lượng truy cập cho tất cả thiết bị nhận.
Không giống như các giao thức định tuyến khác, không có các cập nhật định tuyến giữa các router.
Khi router chuyển dữ liệu unicast nó sẽ nhìn vào địa chỉ đích trong bảng định tuyến để chuyển gói tín ra ngoài cổng phù hợp. Tuy nhiên, khi router gữi các dữ liệu multicast, router có lẽ phải chuyển các gói tin ra nhiều cổng. hướng về tất cả các host nhận. Các router cho phép multicast sử dụng PIM tạo tự động các cây phân bố mà nó điều khiển đường đi của lưu lượng IP multicast thông qua mạng để cung cấp lưu lượng truy cập cho tất cả thiết bị nhận.
Có hai loại cây phân bố:
o Source tree (cây nguồn): một source tree được tạo ra cho mỗi nhóm multicast, source tree có một gốc tại nơi gữi và các nhánh xuyên qua mạng đến các thiết bị nhận.
o Shared tree (cây chia sẻ): là một cây duy nhất mà nó được chia sẽ giữa các source tree. Shared tree có một gốc chung duy nhất được gọi là rendezvous point (RP).
o Source tree (cây nguồn): một source tree được tạo ra cho mỗi nhóm multicast, source tree có một gốc tại nơi gữi và các nhánh xuyên qua mạng đến các thiết bị nhận.
o Shared tree (cây chia sẻ): là một cây duy nhất mà nó được chia sẽ giữa các source tree. Shared tree có một gốc chung duy nhất được gọi là rendezvous point (RP).
PIM hoạt động một trong hai chế độ sau:
o Sparse mode: sử dụng Shared tree, do đó phải xác định được RP. Các nguồn đăng ký với RP, các router dọc đường đi đến các thiết bị đã đăng ký nhận gói tín tham gia vào nhóm multicast. Router sẽ tính toán, sử dụng giao thức định tuyến unicast, các router có metric tốt hơn đến RP hoặc đến các nguồn của nó, các router sẽ chuyển thông điệp tham gia đến thiết bị với metric tốt hơn. (metric số router mà gói tin phải đi qua).
o Dense mode: mô hình này nó sẽ tràn lưu lượng multicast đến toàn bộ mạng. Mô hình sử dụng các Source tree, các router không cần thiết cho các dữ liệu yêu cầu mà các cây được tỉa bớt bớt vì vậy router không còn nhận dữ liệu nữa.
o Sparse mode: sử dụng Shared tree, do đó phải xác định được RP. Các nguồn đăng ký với RP, các router dọc đường đi đến các thiết bị đã đăng ký nhận gói tín tham gia vào nhóm multicast. Router sẽ tính toán, sử dụng giao thức định tuyến unicast, các router có metric tốt hơn đến RP hoặc đến các nguồn của nó, các router sẽ chuyển thông điệp tham gia đến thiết bị với metric tốt hơn. (metric số router mà gói tin phải đi qua).
o Dense mode: mô hình này nó sẽ tràn lưu lượng multicast đến toàn bộ mạng. Mô hình sử dụng các Source tree, các router không cần thiết cho các dữ liệu yêu cầu mà các cây được tỉa bớt bớt vì vậy router không còn nhận dữ liệu nữa.
– QoS trong các Switch LAN:
Một mạng doanh nghiệp vận truyển nhiều loại ứng dụng và dữ liệu. Các ứng dụng băng thông lớn nâng cao nhiều quy trình kinh doanh, nhưng có lẽ cũng hao tốn tài nguyên và khả năng của mạng.
Các mạng phải cung cấp tính bảo mật, dự đoán, có thể đo lường, và một vài dịch vụ được đảm bảo. Thực hiện yêu cầu QoS bằng cách quản lý độ trễ, độ chênh lệch trễ, băng thông, và thông số mất dữ liệu trên mạng có thể là một chìa khóa để một giải pháp mạng doanh nghiệp end-to-end thành công. Cơ chế QoS là kỹ thuật để quản lý tài nguyên mạng.
Một mạng doanh nghiệp vận truyển nhiều loại ứng dụng và dữ liệu. Các ứng dụng băng thông lớn nâng cao nhiều quy trình kinh doanh, nhưng có lẽ cũng hao tốn tài nguyên và khả năng của mạng.
Các mạng phải cung cấp tính bảo mật, dự đoán, có thể đo lường, và một vài dịch vụ được đảm bảo. Thực hiện yêu cầu QoS bằng cách quản lý độ trễ, độ chênh lệch trễ, băng thông, và thông số mất dữ liệu trên mạng có thể là một chìa khóa để một giải pháp mạng doanh nghiệp end-to-end thành công. Cơ chế QoS là kỹ thuật để quản lý tài nguyên mạng.
Các cơ chế QoS:
o Classcification (phân loại) và Marking (đánh dấu): Classcification là quy trình chia lưu lượng ra nhiều cấp độ ưu tiên, hoặc các lớp của dịch vụ. Thông tin trong frame hoặc packet được duyệt kiểm tra, và độ ưu tiên của frame được xác định. Marking là quy trình thay đổi độ ưu tiên hoặc cài đặt lớp dịch vụ (CoS) phía trong một frame hoặc packet để cho biết classcification của nó.
Đối với các frame 802.1Q, 3bit ưu tiên trong trường Tag, được sử dụng như các bit CoS. Tuy nhiên, các Marking lớp 2 không hiệu quả; bởi vì, các thiết bị thường thay đổi quy một mạng (từ Ethernet Lan sang Frame Relay WAN). Vì vậy, Marking lớp 3 được yêu cầu hổ trợ QoS end-to-end.
o Quản lý sự nghẽn mạng: Queuing (hàng đợi): sắp xếp các lưu lượng tách biệt vào các hàng đợi (Queue) khác nhau hoặc buffer (một vùng nhớ). Marking trong một frame hoặc packet dùng để xác định lưu lượng trong hàng đợi sẽ đi. Một cổng mạng thường bị nghẽn ( do tốc độ cao, sự nghẽn tam thời được xác nhận), kỹ thuật hàng đợi lưu lượng từ các ứng dụng then chốt được chuyển một cách hợp lý. Ví dụ: ứng dụng thời gian thực như VoIP.
o Quản lý sự nghẽn mạng: Scheduling (Sắp xếp lịch): Scheduling là quy trình xác định thứ tự tại các hàng đợi được phục vụ.
o Policing và Shaping: Công cụ Policing và Shaping nhận ra lưu lượng mà vi phạm một vài ngưỡng cấp độ và làm giảm luồng dữ liệu đến một tỷ lệ định trước hoặc mức độ. Shaping lưu giữ các frame trong một thời gian ngắn, Policing đơn giản ngừng hoặc giảm độ ưu tiên của frame.
o Classcification (phân loại) và Marking (đánh dấu): Classcification là quy trình chia lưu lượng ra nhiều cấp độ ưu tiên, hoặc các lớp của dịch vụ. Thông tin trong frame hoặc packet được duyệt kiểm tra, và độ ưu tiên của frame được xác định. Marking là quy trình thay đổi độ ưu tiên hoặc cài đặt lớp dịch vụ (CoS) phía trong một frame hoặc packet để cho biết classcification của nó.
Đối với các frame 802.1Q, 3bit ưu tiên trong trường Tag, được sử dụng như các bit CoS. Tuy nhiên, các Marking lớp 2 không hiệu quả; bởi vì, các thiết bị thường thay đổi quy một mạng (từ Ethernet Lan sang Frame Relay WAN). Vì vậy, Marking lớp 3 được yêu cầu hổ trợ QoS end-to-end.
o Quản lý sự nghẽn mạng: Queuing (hàng đợi): sắp xếp các lưu lượng tách biệt vào các hàng đợi (Queue) khác nhau hoặc buffer (một vùng nhớ). Marking trong một frame hoặc packet dùng để xác định lưu lượng trong hàng đợi sẽ đi. Một cổng mạng thường bị nghẽn ( do tốc độ cao, sự nghẽn tam thời được xác nhận), kỹ thuật hàng đợi lưu lượng từ các ứng dụng then chốt được chuyển một cách hợp lý. Ví dụ: ứng dụng thời gian thực như VoIP.
o Quản lý sự nghẽn mạng: Scheduling (Sắp xếp lịch): Scheduling là quy trình xác định thứ tự tại các hàng đợi được phục vụ.
o Policing và Shaping: Công cụ Policing và Shaping nhận ra lưu lượng mà vi phạm một vài ngưỡng cấp độ và làm giảm luồng dữ liệu đến một tỷ lệ định trước hoặc mức độ. Shaping lưu giữ các frame trong một thời gian ngắn, Policing đơn giản ngừng hoặc giảm độ ưu tiên của frame.
QoS trong Switch LAN:
Khi cấu hình các tính năng QoS, phân loại lưu lượng mạng rõ ràng, ưu tiên hóa và đánh dấu nó theo tầm quan trọng liên quan của lưu lượng mạng, và sử dụng quản lý nghẽn và các kỹ thuật policing và Shaping cung cấp xử lý ưu tiên. Thực thi QoS trong mạng giúp có thể đoán trước hiệu suất mạng và băng thông sử dụng hiệu quả hơn.
Hình minh họa các loại QoS khác nhau được thực thi trong các Switch LAN.
Khi cấu hình các tính năng QoS, phân loại lưu lượng mạng rõ ràng, ưu tiên hóa và đánh dấu nó theo tầm quan trọng liên quan của lưu lượng mạng, và sử dụng quản lý nghẽn và các kỹ thuật policing và Shaping cung cấp xử lý ưu tiên. Thực thi QoS trong mạng giúp có thể đoán trước hiệu suất mạng và băng thông sử dụng hiệu quả hơn.
Hình minh họa các loại QoS khác nhau được thực thi trong các Switch LAN.
Các Switch lớp 2 thông thường được sử dụng trong Building Access Layer, bởi bì chúng không nhận biết thông tin của lớp 3 hoặc các lớp cao hơn, những switch này cung cấp sự phân loại QoS và đánh dấu chỉ dựa trên cổng vào của switch hoặc địa chỉ MAC.
Building Distribution Layer, Campus Core Layer, và các switch Server Farm tiêu biểu là các multilayer switch, và cung cấp các QoS có chọn lọc. Các switch này phân loại QoS có chọn lọc hơn bằng cách phân biệt lưu lượng dựa vào ứng dụng. QoS trong các Switch trong Distribution và Core phải được cung cấp trong cả hai hướng dòng lưu thông. Policing chắc chắn cho lưu thông thường được thực thi trong các switch Distribution layer.
Building Distribution Layer, Campus Core Layer, và các switch Server Farm tiêu biểu là các multilayer switch, và cung cấp các QoS có chọn lọc. Các switch này phân loại QoS có chọn lọc hơn bằng cách phân biệt lưu lượng dựa vào ứng dụng. QoS trong các Switch trong Distribution và Core phải được cung cấp trong cả hai hướng dòng lưu thông. Policing chắc chắn cho lưu thông thường được thực thi trong các switch Distribution layer.
– Chia sẻ tải (Load Sharing) trong các Switch lớp 2 và lớp 3:
o Chia sẻ tải lớp 2:
Bởi vì Switch lớp 2 chỉ nhận biết được địa chỉ MAC, chúng không thể thực hiện chia sẽ tải một cách thông minh. Trong môi trường nhiều VLAN trên switch và nhiều hơn một kết nối giữa các switch, giải pháp là đặt tất cả các kết nối đó thành dây Trunk (ISL hoặc 802.1Q), mỗi trunk mang tất cả VLAN trên một switch; tuy nhiên, giao thức STP vô hiệu các đường trunk không được sư dụng tới. Điều này dẫn đến sự thiếu băng thông bởi vì lưu lượng dành cho tất cả các VLAN truyền qua cùng một trunk. Để khắc phục vấn đề này, STP phải được cấu hình để chia sẽ VLAN cho tất cả các trunk hiện có. Ví dụ, một đường Trunk được cấu hình mang VLAN chẳn, còn đường Trunk khác mang VLAN lẽ.
o Chia sẻ tải lớp 2:
Bởi vì Switch lớp 2 chỉ nhận biết được địa chỉ MAC, chúng không thể thực hiện chia sẽ tải một cách thông minh. Trong môi trường nhiều VLAN trên switch và nhiều hơn một kết nối giữa các switch, giải pháp là đặt tất cả các kết nối đó thành dây Trunk (ISL hoặc 802.1Q), mỗi trunk mang tất cả VLAN trên một switch; tuy nhiên, giao thức STP vô hiệu các đường trunk không được sư dụng tới. Điều này dẫn đến sự thiếu băng thông bởi vì lưu lượng dành cho tất cả các VLAN truyền qua cùng một trunk. Để khắc phục vấn đề này, STP phải được cấu hình để chia sẽ VLAN cho tất cả các trunk hiện có. Ví dụ, một đường Trunk được cấu hình mang VLAN chẳn, còn đường Trunk khác mang VLAN lẽ.
o Chia sẻ tải lớp 3:
Các switch lớp 3 có thể thực hiện chia sẽ tải trên địa chỉ IP, trên gói tin hoặc cặp IP nguồn-đích.
Lợi ích của chia sẽ tải lớp 3 là các liên kết đó sẽ được sử dụng với chia sẽ tải lớp 2 cân xứng hơn, mà nó được dựa vào các VLAN; ví dụ, khi lưu lượng một VLAN có thể rất lớn, còn một VLAN rất nhỏ. Trong trường hợp này, chia sẽ tải trên từng VLAN bằng cách chẳn và lẻ thì không phù hợp. Chỉa sẽ tải lớp 3 phù hợp hơn, lớp 3 cho phép thích nghi việc sử dụng liên kết và phụ thuộc vào thiết kế giao thức đinh tuyến. Các switch cũng hổ trợ chia sẽ tải lớp 2, vậy chúng vẫn có thể áp dụng chia sẽ tải trên mỗi VLAN trong khi được kết nối với các switch lớp 2 khác.
Các switch lớp 3 có thể thực hiện chia sẽ tải trên địa chỉ IP, trên gói tin hoặc cặp IP nguồn-đích.
Lợi ích của chia sẽ tải lớp 3 là các liên kết đó sẽ được sử dụng với chia sẽ tải lớp 2 cân xứng hơn, mà nó được dựa vào các VLAN; ví dụ, khi lưu lượng một VLAN có thể rất lớn, còn một VLAN rất nhỏ. Trong trường hợp này, chia sẽ tải trên từng VLAN bằng cách chẳn và lẻ thì không phù hợp. Chỉa sẽ tải lớp 3 phù hợp hơn, lớp 3 cho phép thích nghi việc sử dụng liên kết và phụ thuộc vào thiết kế giao thức đinh tuyến. Các switch cũng hổ trợ chia sẽ tải lớp 2, vậy chúng vẫn có thể áp dụng chia sẽ tải trên mỗi VLAN trong khi được kết nối với các switch lớp 2 khác.
Huỳnh Huy Cường – VnPro
Blogger Comment
Facebook Comment